[發明專利]轉子低頻振動多階線譜的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202011017217.5
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112327957B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 劉占生
• 申請（專利權）人: 哈爾濱雅靜振動測試技術有限公司
• 主分類號: G05D19/00
• 分類號: G05D19/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種轉子低頻振動多階線譜的控制方法，其特征在于，包括：

步驟101：采集旋轉機械上振動測點的位置處的初始振動信號；所述初始振動信號為轉速信號/鍵相信號；

步驟102：以所述初始振動信號的上升沿為基準，對所述振動測點的位置處的振動信號進行同步整周期重采樣，獲取所述振動測點對應的多個初始振動幅值和初始振動相位，包括：

子步驟B1：以所述初始振動信號的上升沿為基準，對所述振動測點處的振動信號進行重采樣，獲取所述振動測點處的同步、整周期的重采樣振動信號；

子步驟B2：對所述重采樣振動信號進行傅里葉變換處理，得到各個頻率下的振動幅值的實部和虛部；

子步驟B3：根據所述實部和所述虛部，計算得到多個所述初始振動幅值和所述初始振動相位，包括：

通過下述公式計算得到所述初始振動幅值和所述初始振動相位，

上述公式(1)和(2)中，R_mp(ω_j)為實部，I_mp(ω_j)為虛部，為初始振動幅值，為初始振動相位；

得到各測點第j階原始振動向量為：m測點數，其中，任意測點m的第j階原始振動通過如下公式表示：

步驟103：對所述旋轉機械上的轉子多次施加所需控制的振動頻率的預設大小和方向的初始激振力，并獲取所述振動測點對應的多個振動幅值和相對應的多個振動相位；

子步驟C1：對施加所述初始激振力后的振動信號進行同步整周期重采樣，得到重采樣后的振動信號；

子步驟C2：對所述重采樣后的振動信號進行傅里葉變換處理，得到所述初始激振力對應的振動幅值的目標實部和目標虛部；

子步驟C3：根據所述目標實部和所述目標虛部，計算得到所述振動測點對應的多個振動幅值和多個振動相位；

在轉子上施加需要控制的振動頻率的初始激振力，具體包括如下步驟：

(1)根據測量得到的鍵相信號Y_n(t)，在每個控制面k上，構造J個與鍵相信號同步的正弦信號，具體通過如下公式進行：

(2)以鍵相點為基準，給定每個需要控制的J個線譜頻率的信號的相位和信號的幅值，通過功率放大器將這些給定幅值和延遲時間的放大，并對轉子進行激勵；

測量和計算施加該初始激振力后，不同振動測點各個需要控制的線譜的振動幅值和相位，具體包括如下步驟：

(1)對施加初始激振力后測量得到的振動信號進行同步整周期重采樣，得到重采樣后的信號對信號進行快速傅里葉變換(FFT)，得到不同頻率下施加初始激振力后的旋轉機械振動幅值的實部和虛部

(2)計算在第k個激勵面上加激勵后，第m測點的第j階線譜幅值和相位具體通過如下公式進行：

重復上述步驟，經過在不同激勵平面內多次施加初始激振力-測量施加激振力后的振動-對振動信號進行重采樣及傅里葉變換-計算振動幅值和相位，具體包括如下步驟：

(1)在第1激勵面上施加第j階激勵載荷(Q₁)_j，測量得到旋轉機械各測點振動，經重采樣和FFT變換的各測點第j階振動向量為：任意測點m在施加激勵載荷(Q₁)_j后的第j階振動，通過如下公式表示：

(2)在第2激勵面上施加第j階激勵載荷(Q₂)_j，測量得到旋轉機械各測點振動，經重采樣和FFT變換的各測點第j階振動向量為：任意測點m在施加激勵載荷(Q₂)_j后的第j階振動，通過如下公式表示：

(3)以此類推，在第k激勵面上施加第j階激勵載荷(Q_k)_j，測量得到旋轉機械各測點振動，經重采樣并經過FFT變換的各測點第j階振動向量為：任意測點m在施加激勵載荷(Q_k)_j后的第j階振動，通過如下公式表示：

步驟104：根據所述多個振動幅值和所述多個振動相位，生成振動影響系數矩陣，具體為：

對得到的各階原始振動低頻線譜的幅值和相位、施加的初始激振力、以及測量得到的施加該激振力后產生的各階低頻線譜振動進行計算，得到振動影響系數矩陣，具體為：

步驟105：基于所述振動影響系數矩陣、所述初始振動幅值和所述初始振動相位，生成低頻線譜的激振力，并向轉子上的所述振動測點處施加所述低頻線譜的激振力，具體地：根據獲得的振動影響系數矩陣及各階原始振動線譜，給出能夠同步控制各個低頻線譜的激勵力；

求解激勵具體通過如下公式進行：

據此求出控制激勵